物理学院设有物理学一级博士点、博士后科研流动站和材料物理与化学二级博士点，拥有教育部物质非平衡合成与调控重点实验室、科技部新材料国际研发中心、陕西省先进功能材料及介观物理重点实验室和陕西省量子信息与光电量子器件重点实验室等科研基地。2019年5月物理科学与技术研究院正式入驻中国西部科技创新港。研究院下设光学与粒子束科学技术、物质结构与功能调控、前沿理论物理等3个研究所和“中国西部光资源与地球环境研究中心”等6个研究平台。

近年来，学院主持承担了包括 973 课题项目、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金优青项目等在内的国家级项目170余项、省部级项目近百项，获得国家自然科学二等奖1项、国家科技进步二等奖1项、省部级科学技术奖励20余项，发表包括20多篇ESI高被引在内的SCI论文1800余篇。